[实用新型]两级立式管壳式换热器

说明书

本实用新型涉及一种两级立式管壳式换热器，其包括锥段、外壳体、上封头和下封头，置于外壳体内的内壳体和集成在内壳体内并呈上下双层式结构的换热单元一和换热单元二；所述换热单元一和换热单元二之间形成有过渡箱；其中换热单元一包括上管板一、下管板一、换热管束一、导流板一、中心管一和出口管道一；所述换热单元二包括上管板二、下管板二、换热管束二、导流板二、中心管二和出口管道二；所述出口管道二套接在中心管二上且两者的上端弯曲穿出过渡箱及外壳体。所述外壳体上设有低温工艺物料进口。本实用新型结构不但满足了催化脱氢工艺的生产需求，而且显著提高了设备的可靠性，保证了设备的经济性，提高了生产效益。

技术领域

本实用新型属于化工和石油化工技术领域，本实用新型提出了一种新颖两级立式管壳式换热器，特别适用于多次利用高温过热蒸汽加热低温工艺物料，尤其是用于芳烃的脱氢反应工艺中。

背景技术

乙苯（EB）负压催化脱氢技术是制备苯乙烯（SM）的主要生产技术，目前该技术的发展方向是装置大型化和节能降耗。通过对EB负压催化脱氢技术的能耗分析，发现反应区能耗约占整个生产能耗的66.7%左右，而高温蒸汽部分占了反应区能耗的一半以上。因此降低水烃比成了SM装置节能的一个重要方向[1] 。（齐向伟，低水烃比对乙苯脱氢的影响，2018，化工管理，p99-101）

随着国内外低水比EB脱氢催化剂的成功开发和应用，目前EB催化脱氢工艺的水比降到1.0-1.2，装置能耗也大幅下降。但是减少水烃比工艺对EB脱氢反应是不利的，为达到最好反应性能，相应必须对工艺参数进行调整及优化，同时由于水烃比降低导致高温蒸汽温度上升将受到设备材质使用极限的制约，当水比降低到1.0，一次配汽为0.25，主蒸汽比例为0.75时，过热蒸汽温度将为870℃；当水比降低到0.8，一次配汽为0.25，主蒸汽比例为0.55时，过热蒸汽温度将为960℃。过高的蒸汽温度不但选材非常困难，而且会造成换热器壁温过高，造成乙苯显著热裂解[2](毛连生，乙苯脱氢装置中间换热器的工况研究，石油化工1998年第27卷P510-513).

为了避免上述情形的发生，本公司提出了过热蒸汽两次加热的方案，即经历了第一阶段脱氢反应的物流进入一级换热器后再利用二级换热器进行加热后实现第二阶段负压绝热脱氢反应。

发明内容

为了实现上述目的，本实用新型的目的在于提供一种两级立式管壳式换热器，其不但满足了催化脱氢工艺的生产需求，而且显著提高了设备的可靠性，保证了设备的经济性，提高了生产效益。

为了实现上述目的，本实用新型的技术方案为：

一种两级立式管壳式换热器，包括外壳体和设置外壳体两端的上封头和下封头，置于外壳体内的内壳体和集成在内壳体内并呈上下双层式结构的换热单元一和换热单元二；所述换热单元一和换热单元二之间形成有过渡箱；

所述换热单元一包括上管板一、下管板一、换热管束一、导流板一、中心管一和出口管道一；所述出口管道一套接在中心管一上且两者向上穿出上封头，所述中心管一上端口形成热媒介质进口，所述出口管道一上设有热媒介质出口；所述出口管道一下端与上管板固定相连，中心管一下端至接近下管板一位置并与下管板一之间留有过流通道；

所述换热单元二包括上管板二、下管板二、换热管束二、导流板二、中心管二和出口管道二；所述出口管道二套接在中心管二上且两者的上端弯曲穿出过渡箱及外壳体，所述中心管二的外端口形成热媒介质进口，所述出口管道二的外端口形成热媒介质出口；所述出口管道二下端与上管板二固定相连，中心管二下端至接近下管板二位置并与下管板二之间留有过流通道；

设有锥段，所述内壳体下端通过锥段与下封头密封连接，所述锥度下端口形成工艺物料出口；

所述外壳体上设有低温工艺物料进口，所述低温工艺物料沿外壳体与内壳体之间的间隔自下而上后折返进入换热管束一中。

作为本实用新型的进一步改进：所述上管板一、上管板二与内壳体之间通过设置填料函密封结构相连。